Arduino kontrolēts DIY kafijas grauzdētājs: 13 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:55

Šajā pamācībā mēs apskatīsim karstā gaisa popkorna automāta pārveidošanu, lai to pārvērstu par pilnīgi automātisku mājas temperatūras kafijas grauzdētāju. Kafijas grauzdēšana mājās ir pārsteidzoši vienkārša, un pat kaut kas tik vienkāršs kā cepešpanna var tikt galā ar pietiekamu pacietību un praksi. Pamatā grauzdēšanas process ietver kafijas pupiņu karsēšanu pakāpeniski līdz aptuveni 200 grādiem pēc Celsija. Sildot, pupiņas iziet dažādas ķīmiskas reakcijas, un to krāsa no zaļas līdz dzeltenai (brūnganai) kļūst brūna. Pupiņas izplešas, galu galā dzirdami saplaisājot.

Galvenais, lai grauzdētās kafijas garša būtu pareiza (un to darot atkārtoti), ir divējāda. Pirmkārt, mēs vēlamies ļoti precīzi kontrolēt temperatūru cepšanas procesā, lai mēs varētu kontrolēt, cik daudz laika pupiņas pavada dažādās temperatūras zonās. Tas kontrolē, kāda veida ķīmiskās reakcijas notiek, un galu galā grauzdēto pupiņu garšu. Otrkārt, mēs vēlamies pārliecināties, ka pupiņas pastāvīgi sajaucas un pagriežas, lai temperatūra būtu vienmērīga.

Karstā gaisa popkorna automāti ir ideāls risinājums, lai izdotu otro numuru: tie no apakšas uzpūš popkorna partiju ar karstu gaisu, pietiekami grūti, lai nepārtraukti virpinātu popkorna kodolus ap mazu trauku. Tā kā gadās, ka kafijas pupiņas ir aptuveni tāda paša izmēra un svara kā popkorna kodoli, tas darbojas arī kafijas grauzdēšanai. Pat nemodificētu karstā gaisa popkorna automātu var izmantot, lai grauzdētu kafiju samērā labi, taču ideālai grauzdēšanai mums ir jārisina arī jautājums Nr. 1-smalkgraudainās temperatūras kontrole. Tas ir tas, kas ir šajā instrukcijā: Mēs pārveidosim gatavā popkorna mašīnu, lai "cepšanas kamerā" pievienotu temperatūras zondi, iegūtu precīzu kontroli pār sildelementu un ventilatora motoru, un sasaistītu to ar resursdators, izmantojot Arduino mikrokontrolleru. Kad būsim pabeiguši, mēs varēsim uzraudzīt un kontrolēt cepšanas procesu, izmantojot nozares standarta atvērtā pirmkoda programmatūru ar nosaukumu Artisan.

Šim nolūkam jau ir pieejami vairāki ceļveži, taču es atklāju, ka tie visi ir ļoti specifiski vienam konkrētam popkorna mašīnas modelim. Tāpēc, kad es pirmo reizi izveidoju savu cepeti, man bija jāapkopo informācija no vairākiem avotiem. Tātad, es gribēju izveidot ceļvedi, kas, es ceru, var abstrahēties un darboties plašam konkrētu iestatījumu klāstam. Reizēm tas ietvers daudz detaļu - nekautrējieties izlaist uz priekšu, kur kaut kas jums nešķiet aktuāls.

Pārējā rokasgrāmata ir veidota šādi:

1. un 2. darbībā mēs apskatīsim, kā darbojas popkorna mašīna. Vispirms apskatīsim galvenās mehāniskās daļas, pēc tam apspriedīsim, kā ventilators un sildītājs ir savienoti elektriski. Mēs pievērsīsim īpašu uzmanību atšķirībām starp dažādiem modeļiem un tam, ko jūs varētu sastapt savā mašīnā.

Trešajā solī mēs sniegsim augsta līmeņa pārskatu par veiktajām izmaiņām. Atkal mēs detalizēti aprakstīsim atšķirības, kas jums būs jādara dažāda veida popkorna mašīnām.

4.-10. Solis palīdzēs jums veikt popkorna mašīnas modifikācijas un pēc tam vadības elektronikas savienošanu. Šajos reālās pasaules fotoattēlos mēs izmantojam konkrētu popkorna mašīnas modeli, taču attiecīgā gadījumā mēs joprojām iekļausim vispārēju diskusiju.

11. – 13. Darbība detalizēti aprakstīs programmatūras konfigurāciju un sniegs norādes par veiksmīgu pirmo cepšanu.

Svarīgs drošības paziņojums:

Šajā rokasgrāmatā mēs aplūkosim elektrotīkla elektrību un ievērojamu sildīšanas jaudu. Ja neesat pārliecināts, kā droši ievērot šo rokasgrāmatu, apstājieties vai lūdziet palīdzību kvalificētam elektriķim. Nekad nestrādājiet pie cepeškrāsns, kamēr tas ir pievienots elektrotīklam, un neatstājiet to bez uzraudzības, kad tas ir ieslēgts.

Piegādes

Tālāk ir saraksts ar detaļām, kuras es izmantoju. Pirms pasūtīšanas, iespējams, vēlēsities izlasīt, jo daži ir atkarīgi no jūsu precīzās iestatīšanas.

• Karstā gaisa popkorna mašīna, piem. Severin PC3751 pieejams Amazon Eiropā. Līdzīgi modeļi pieejami citur eBay vai Amazon. K
• TC4+ Arduino vairogs, pieejams vietnē Tindie https://www.tindie.com/products/artisanaltech/tc4-coffee-roaster-shield-tc4-plus/ vai vietnē
• Arduino UNO, pieejams Arduino vietnē, Amazon, eBay.
• Pēc izvēles IIC LCD displejs, 20x4, plaši pieejams eBay, Amazon.
• Cietvielu relejs, DC-AC, piem. Fotek SSR-40DA.
• Līdzstrāvas ventilatoram: līdzstrāvas barošanas bloka atbilstošais ventilators, piem. 18V LED barošanas avots vai klēpjdatora barošanas bloks, pieejams eBay, Amazon utt.
• Maiņstrāvas ventilatoram: AC PWM dimmer modulis, piem.
• K tipa elastīga gala termopārs, ekranēts vads, piem. https://www.ebay.co.uk/itm/K-Type-Temperature-Sensor-Probe-1-5M-Cable-1-3mm-x-100-300mm-Probe-Termocouple-/382878838907, bet pieejami daudzi citi eBay vai līdzīgā.
• Otrs K tipa termopārs, vienkāršs gals, piem.
• Augstas temperatūras līmlente, piem. Kaptonas lente.
• Stikla skursteņa atbilstošais popkorna cepšanas kameras diametrs, piem. https://www.ebay.co.uk/itm/DUPLEX-Round-Bulge-OIL-LAMP-CHIMNEY-Single-Glass-10-X-2-5-NEW/352484391524 (Pārliecinieties, vai diametrs atbilst!)
• Alumīnija izplūdes kanāls ar tādu pašu diametru
• Elektronikas korpuss
• Dažādi elektrības vadi un vadi
• Gredzenu un lāpstiņu savienotāji
• Pīta stieples uzmava

Rīki:

• Lodāmurs.
• Stiepļu griezēji un noņēmēji.
• Gofrēšanas instruments gredzenu/lāpstiņu savienotājiem.
• Urbis.

1. solis: karstā gaisa popkorna mašīnas anatomija: mehāniska

Otrā balva Arduino konkursā 2019